《金属热处理技术讲座》课件.ppt

《金属热处理技术讲座》欢迎参加本次金属热处理技术讲座！本次课程旨在全面介绍金属热处理的基本原理、常用方法、工艺参数选择以及质量控制等关键内容。通过学习，您将能够掌握热处理技术，提升在材料工程和机械制造领域的专业能力。

课程介绍与目标全面学习系统学习金属热处理的定义、目的、基本原理和各种热处理方法，为后续深入研究打下坚实基础。掌握方法详细了解退火、正火、淬火、回火等常用热处理方法的工艺流程、适用范围和操作要点。应用实践结合实际案例，掌握热处理工艺参数的选择、冷却介质的控制以及热处理质量控制的关键环节。

热处理的定义与目的定义热处理是指通过对金属材料进行加热、保温和冷却，以改变其组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。热处理是机械制造中的重要工艺之一。目的提高金属材料的强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等力学性能；改善金属材料的加工性能，消除内应力，稳定尺寸；为后续的加工做好组织准备。

热处理的基本原理1加热将金属材料加热到一定的温度，使其内部发生组织转变。2保温在一定的温度下保持一段时间，使组织转变充分进行。3冷却以适当的冷却速度将金属材料冷却下来，获得所需的组织结构。

钢的相变奥氏体高温下钢的组织，具有良好的塑性和韧性。珠光体铁素体和渗碳体的混合物，硬度和强度适中。马氏体淬火后钢的组织，具有极高的硬度和强度，但脆性较大。贝氏体介于珠光体和马氏体之间的组织，具有较好的强度和韧性。

铁碳合金相图铁碳合金相图是研究钢的热处理工艺的重要工具，它可以帮助我们了解在不同温度和碳含量下，钢的组织结构和相变规律。通过分析相图，我们可以确定合适的加热温度、保温时间和冷却速度，从而获得所需的性能。铁素体1奥氏体2渗碳体3珠光体4

加热过程中的组织转变1开始加热钢的温度逐渐升高，组织开始发生变化。2奥氏体化随着温度升高，钢的组织逐渐转变为奥氏体。3完全奥氏体化钢的组织完全转变为奥氏体，达到热处理所需的温度。

冷却过程中的组织转变缓慢冷却获得珠光体组织，硬度和强度较低。快速冷却获得马氏体组织，硬度和强度极高，但脆性较大。等温冷却获得贝氏体组织，具有较好的强度和韧性。

热处理方法分类1表面热处理改变金属材料表面的组织和性能。2化学热处理改变金属材料表面的化学成分和组织。3整体热处理整体改变金属材料的组织和性能。热处理方法根据不同的分类标准可以分为多种类型，整体热处理是对工件整体进行加热、保温和冷却，以改变其整体力学性能；表面热处理则是只改变工件表面的性能，如提高耐磨性或硬度；化学热处理则通过改变工件表面的化学成分来实现性能的提升。

退火的目的与种类目的降低硬度，提高塑性和韧性；消除内应力，稳定尺寸；改善切削加工性能；细化晶粒，均匀组织；为后续热处理做准备。种类完全退火、不完全退火、去应力退火、球化退火、等温退火等。

完全退火与不完全退火完全退火将钢加热到奥氏体化温度以上，然后缓慢冷却，使组织达到平衡状态。适用于中碳钢和合金钢。不完全退火将钢加热到奥氏体化温度以下，然后缓慢冷却，使组织部分转变。适用于低碳钢。

去应力退火将钢加热到较低的温度（通常为500-600℃），然后保温一段时间，使内应力释放，最后缓慢冷却。去应力退火主要用于消除铸造、焊接、冷加工等过程中产生的内应力，防止工件变形或开裂。去应力退火后的钢材组织基本不变，但残余应力显著降低。加热1保温2冷却3

等温退火均匀冷却将钢快速冷却到珠光体转变温度范围，然后保温一段时间，使奥氏体等温转变为珠光体，最后缓慢冷却。等温退火可以获得均匀的组织和性能，提高切削加工性能。组织均匀等温退火特别适用于合金钢，可以消除带状组织，改善组织的不均匀性。

正火的目的与应用目的细化晶粒，提高强度和韧性；改善切削加工性能；消除铸造、焊接等过程中产生的组织缺陷；为后续热处理做准备。应用正火常用于低碳钢和中碳钢，可以作为最终热处理，也可以作为预备热处理。还可以用于细化铸钢件的晶粒。

正火与退火的比较正火冷却速度较快，组织较细，强度和硬度较高，适用于要求较高强度的工件。退火冷却速度较慢，组织较粗，强度和硬度较低，但塑性和韧性较好，适用于要求较好塑性和韧性的工件。

淬火的目的与种类1目的提高钢的硬度、强度和耐磨性，使其具有更高的使用性能。2种类水淬、油淬、空冷淬火、分级淬火、等温淬火等。

水淬将钢加热到淬火温度后，迅速浸入水中冷却。水淬的冷却速度快，可以获得更高的硬度，但容易产生较大的内应力和变形，甚至开裂。水淬适用于形状简单、尺寸较小的碳钢和低合金钢工件。水淬需要控制水的温度和搅拌情况，以保证冷却的均匀性。加热1浸水2冷却3

油淬温和冷却将钢加热到淬火温度后，浸入油中冷却。油淬的冷却速度比水淬慢，可以降低内应力和变形，减少开裂的风险。油淬适用于形状复杂、尺寸较大的合金钢工件。安全第一油淬需要注意防火安全，防止油温过高引起火灾